Naukowcy badają nowe ramy teoretyczne, które sugerują, że ciemna materia, długo uważana za niewidzialną, może pozostawiać subtelne sygnatury kolorystyczne na świetle przemierzającym gęste regiony przestrzeni. To przełomowe badanie, pochodzące z University of York, zakłada, że światło przechodzące przez obszary bogate w ciemną materię może nabrać delikatnego czerwonego lub niebieskiego odcienia. Chociaż te efekty są obecnie zbyt małe dla istniejącej technologii obserwacyjnej, mogą stać się mierzalne wraz z pojawieniem się wysoce czułych teleskopów nowej generacji, potencjalnie oferując nową drogę do zrozumienia tego enigmatycznego kosmicznego składnika.
Obecny konsensus naukowy głosi, że ciemna materia, stanowiąca ponad 80% materii we wszechświecie, jest z natury ciemna, ponieważ ani nie emituje, ani nie pochłania, ani nie odbija światła. Jednak to nowe badanie teoretyczne proponuje pośrednią interakcję. Naukowcy sugerują, że cząstki ciemnej materii mogą subtelnie wpływać na fotony, podstawowe cząstki światła, poprzez cząstki pośredniczące. Analogicznie do „zasady sześciu uścisków dłoni” w sieciach społecznościowych, gdzie jednostki są połączone krótkim łańcuchem znajomych, ciemna materia może oddziaływać ze światłem za pośrednictwem cząstek, które oba zjawiska „znają”, takich jak bozon Higgsa. Ta interakcja może prowadzić do lekkiego rozproszenia fotonów, nadając światłu słaby „odcisk” polaryzacji lub koloru.
Mikhail Bashkanov, współautor badania, podkreślił potencjalną wykrywalność tego zjawiska, stwierdzając, że w określonych warunkach ten subtelny „kolor” można zmierzyć. Badanie, szczegółowo opisane w czasopiśmie *Physics Letters B*, przedstawia pierwsze dogłębne obliczenia dotyczące siły rozpraszania światła na ciemnej materii. Wyniki wskazują, że jeśli ciemna materia składa się z cząstek WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), które oddziałują poprzez słabe oddziaływanie jądrowe, światło przechodzące przez takie regiony będzie preferencyjnie tracić fotony o wyższej energii (niebieskie), co skutkowałoby lekkim czerwonym odcieniem. I odwrotnie, jeśli ciemna materia oddziałuje wyłącznie poprzez grawitację, wzorzec rozpraszania byłby odwrócony, prowadząc do słabego przesunięcia ku niebieskiemu.
Te interakcje, choć znikome, nie są nieistniejące. Badania sugerują, że ciemna materia może pozostawić dostrzegalny „odcisk” na świetle, które podróżowało przez gęste kosmiczne środowiska, takie jak centra galaktyk czy gromady galaktyk. Takie zniekształcenie spektralne mogłoby sprawić, że światło z odległych galaktyk wydawałoby się mikroskopijnie bardziej czerwone lub niebieskie, w zależności od dominującego typu ciemnej materii. Ta różnica, jeśli byłaby obserwowalna, mogłaby pomóc naukowcom w rozróżnieniu między różnymi modelami ciemnej materii poprzez analizę odchylenia koloru kosmicznego światła podczas jego propagacji przez te obszary nasycone ciemną materią.
Implikacje tej pracy teoretycznej wykraczają poza bieżące i przyszłe wysiłki mające na celu wykrycie ciemnej materii. Bashkanov zauważył, że wyniki mogłyby pomóc w udoskonaleniu strategii poszukiwań, potencjalnie oszczędzając czas i zasoby obecnie inwestowane w eksperymenty ukierunkowane na WIMP-y, aksiony lub ciemne fotony. Możliwość identyfikacji regionów nieba, w których te przesunięcia kolorów mogą być bardziej wyraźne, mogłaby skupić wysiłki obserwacyjne. Ostatecznie potwierdzenie tych przewidywań wymagałoby wyjątkowo precyzyjnych instrumentów, takich jak Europejski Ekstremalnie Wielki Teleskop (European Extremely Large Telescope) i Kosmiczny Teleskop Kosmiczny im. Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman Space Telescope) NASA, zdolnych do analizy światła, które przemierzyło miliardy lat świetlnych. Takie postępy otworzyłyby nową ścieżkę obserwacyjną, przybliżając ludzkość do rozwiązania głębokiej tajemnicy ciemnej materii.
Źródła
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.